CN218097348U - 带预热功能的蛇形管釜式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其包括壳体和壳体内的入口集箱、出口集箱和蛇形管束，两集箱均设有向下伸出壳体的开口，壳体的冷端一侧设置有入口接管，壳体的顶端设置有出口接管，在壳体的冷端一侧设置有预热段包壳和预热段挡板，预热段包壳和预热段挡板均位于管程的出口集箱远离入口接管的那一侧，其中，预热段包壳布置在蛇形管束与壳体之间，预热段挡板布置在预热段包壳与壳体之间，预热段挡板的内、外沿轮廓分别与预热段包壳、对应位置的壳体内壁相适配，预热段的入口位于预热段包壳与预热段挡板连接的一端，预热段的出口位于预热段包壳的另一端。它在用于低压、中压蒸发场合时能满足管程大温差的需求，经济性较好。

Description

带预热功能的蛇形管釜式蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种蛇形管釜式蒸发器。

背景技术

在节能减排的背景下，储热在化工、冶炼、能源等行业的应用越来越广泛。蒸发器是储热系统的核心设备，针对产汽压力的不同，选用不同的蒸发器型式，其中储热用于中、低压供汽的系统中优先选用釜式蒸发器。传统的釜式蒸发器管程由U形管、管板、管箱组成，壳程自带气相空间。

釜式蒸发器的优点在于：U形管自由膨胀，能适应管程和壳程介质温差较大的工况；由于自带气相空间，无需汽包和汽水连接管道，系统更简单。但釜式蒸发器也有其局限性：管程介质在进、出设备时与同一管板的不同部位接触，使得管板不同部位的金属温度不同，且接近管程介质的温度。当管程介质进、出口温差特别大时，使得管板的热应力很大，从而易导致管子与管板的封口焊失效。

在储热用于中、低压供汽的应用场景中，蒸发器的管程为熔盐等储热介质，壳侧为水等蒸发介质，储热介质进出、口温差大多高于100℃，有的甚至达到了200℃。在这钟工况下，使用釜式蒸发器显然是不合适的。且在这种应用场景中，需对给水进行预热，同时降低熔盐出口温度，进而减少熔盐用量。预热的热负荷往往较低，如果单独设置一台预热器则经济性欠佳。

实用新型内容

为了解决低、中压蒸发工况下，现有蒸发器不能同时满足经济性和可靠性的问题，本实用新型提供了一种带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，它在用于低压、中压蒸发场合时能满足管程大温差的需求，且具有预热功能，经济性相对更为优越。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，蛇形管釜式蒸发器包括壳体和壳体内的管束，所述管束为分别连接在入口集箱和出口集箱之间的蛇形管束，入口集箱配有伸出壳体的管程入口，出口集箱配有伸出壳体的管程出口，壳体的冷端一侧设置有入口接管，壳体的顶端设置有出口接管，在壳体的冷端一侧设置有预热段包壳和预热段挡板，预热段包壳和预热段挡板均位于管程的出口集箱远离入口接管的那一侧，其中，预热段包壳布置在蛇形管束与壳体之间，预热段挡板布置在预热段包壳与壳体之间，预热段挡板的内、外沿轮廓分别与预热段包壳、对应位置的壳体内壁相适配，预热段的入口位于预热段包壳与预热段挡板连接的一端，预热段的出口位于预热段包壳的另一端。通过设置预热段包壳并在包壳前端设置预热段挡板，将由入口接管15进入的壳侧流体导入包壳内利用管束冷端进行预热后，再由包壳后端流出与管束热端换热，节省了单独增加预热器的设备成本。

所述预热段包壳内布置有折流板，增加预热效果。

所述预热段包壳通过至少两块折流板由蛇形管束支撑，勿须另行为预热段包壳设置支撑结构。

所述预热段包壳与预热段挡板焊接，预热段挡板与壳体内壁不连接，预热段挡板起到引流作用，且与预热段包壳一起由蛇形管束支撑。

所述壳体的壳程空间由第一封头、预热段筒体、锥段、蒸发段筒体、第二封头依次连接构成，其中预热段筒体直径小于蒸发段筒体直径，壳体可布置有锥段，增加预热效果并使得壳侧自带蒸发空间。

所述壳体的壳程空间由第一封头、预热段筒体、蒸发段筒体、第二封头依次连接构成，其中预热段筒体直径等于蒸发段筒体直径，由于预热段包壳和挡板的存在，该结构的壳体也具有较好的预热效果。

所述蒸发段筒体内设有管系支撑板，对管束中间部分提供辅助支撑，在保证管束柔性变形能力前提下约束管束的过度变形。

所述预热段挡板平行于出口集箱的轴线布置，则挡板所需材料及吸热最少。

所述入口集箱和出口集箱均设有沿重力方向向下的开口，方便介质排出。

本实用新型的有益效果是：蒸发器自带预热功能，无需另外设置预热器；壳侧自带蒸发空间，无需设置汽包，可节约成本。换热管呈“几”字形，其柔性较大，可吸收由筒体和换热管温差导致的膨胀差，降低管子与集箱的焊缝和集箱与壳体的焊缝的应力，提高设备可靠性；分别设置进、出口集箱，取消了厚重的管板，壳体结构更连续，降低了局部应力；热侧介质进出、口分开，解决了同时接触管板导致的温差应力大的问题。

附图说明

图1是本实用新型带预热功能的蛇形管釜式蒸发器的总体结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是实施例中管束和集箱的示意图。

图中标记为：1-预热段筒体，2-锥段，3-蒸发段筒体，6-蛇形管束，7-预热段包壳，8-预热段挡板，9-折流板，10-管系支撑板，11-支座，12-管程出口，13-管程入口，14-出口接管，15-入口接管，41-第一封头，42-第二封头，51-入口集箱，52-出口集箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的一种蒸发器，它由第一封头41、预热段筒体1、锥段2、蒸发段筒体3、第二封头42依次连接构成壳程空间，其中预热段筒体直径小于蒸发段筒体直径；由入口集箱51、蛇形管束6、出口集箱52构成管程空间，两集箱周向360°或小于360°的范围内布置有管接头，用于与蛇形管束6焊接，蛇形管束6呈“几”字形弯折，入口集箱51配有伸出壳体的管程入口13，出口集箱52配有伸出壳体的管程出口12。壳体内，冷端一侧设有预热段包壳7、预热段挡板8、折流板9以使壳侧流体掠过换热管，在预热段充分换热。预热段包壳7与管束界面外形保持一致，呈边数≥4的多边形，包壳长度根据预热段长度而定。预热段挡板8的板面大致垂直于预热段包壳7的轴线，挡板内沿的轮廓与预热段包壳7基本一致，并与预热段包壳7焊接，挡板外沿的轮廓与预热段筒体内壁基本一致，二者彼此不连接且二者之间的间隙尽可能的小，从而使壳侧流体从入口接管15进入壳体后流入预热段包壳7内，壳侧流体在预热段包壳7内被折流从而提高传热系数。壳侧流体经过预热段后温度得到提升，然后进入蒸发段蒸发。蒸发段筒体3内设有管系支撑板10用于支撑蒸发段管束。设有入口接管15、出口接管14用于壳程介质进出设备。设有支座11用于支撑设备。

壳体也可无锥段2，而由第一封头41、预热段筒体1、蒸发段筒体3、第二封头42构成壳程空间，此时预热段筒体直径等于蒸发段筒体直径。

实施例：

如图1、图2和图3所示，在太阳能光热电站蒸发器中，由高温熔盐加热给水产生蒸汽，高温熔盐走管程，给水在壳程蒸发。该蒸发器由第一封头41、预热段筒体1、锥段2、蒸发段筒体3、第二封头42依次连接构成壳程空间；由入口集箱51、蛇形管6、出口集箱52构成管程空间。入口集箱51、出口集箱52的开口均朝下，根据布管数量要求，两集箱在周向360°或小于360°的范围内布置有管接头，用于与蛇形管束6焊接，蛇形管束6呈水平“几”字形弯折，在壳体的冷端一侧，接近入口接管15处，设有顺壳体轴向布置的预热段包壳7、基本垂直于壳体轴向布置的预热段挡板8、包壳内设有折流板9以使壳侧流体掠过换热管，在预热段充分换热。预热段包壳7与管束界面外形保持一致，呈边数≥4的多边形，包壳的长度根据所需预热段长度而定。预热段挡板8焊接于预热段包壳7的预热段入口一端，与预热段筒体1内壁间隙尽可能的小，从而使壳侧流体从入口接管15进入壳体后流入包壳内，壳侧流体在包壳内被折流从而提高传热系数。壳侧流体经过预热段后温度得到提升，然后进入蒸发段蒸发，蒸汽从出口接管14流出。壳体内设有管系支撑板10用于支撑蒸发段管束，壳体外设有支座11用于支撑设备。

水在壳侧蒸发，下部为液相空间，上部为气相空间。

熔盐走管侧，从入口集箱51进入蒸发器，经“几”字形换热管换热后从出口集箱52流出蒸发器。集箱开口均朝下，便于熔盐依靠重力排净。

Claims (9)

1.带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，蛇形管釜式蒸发器包括壳体和壳体内的管束，所述管束为分别连接在入口集箱（51）和出口集箱（52）之间的蛇形管束（6），入口集箱（51）配有伸出壳体的管程入口（13），出口集箱（52）配有伸出壳体的管程出口（12），壳体的冷端一侧设置有入口接管（15），壳体的顶端设置有出口接管（14），其特征是：在壳体的冷端一侧设置有预热段包壳（7）和预热段挡板（8），预热段包壳（7）和预热段挡板（8）均位于管程的出口集箱（52）远离入口接管（15）的那一侧，其中，预热段包壳（7）布置在蛇形管束（6）与壳体之间，预热段挡板（8）布置在预热段包壳（7）与壳体之间，预热段挡板（8）的内、外沿轮廓分别与预热段包壳（7）、对应位置的壳体内壁相适配，预热段的入口位于预热段包壳（7）与预热段挡板（8）连接的一端，预热段的出口位于预热段包壳（7）的另一端。

2.如权利要求1所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述预热段包壳（7）内布置有折流板（9）。

3.如权利要求2所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述预热段包壳（7）通过至少两块折流板（9）由蛇形管束（6）支撑。

4.如权利要求1、2或3所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述预热段包壳（7）与预热段挡板（8）焊接，预热段挡板（8）与壳体内壁不连接。

5.如权利要求1所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述壳体的壳程空间由第一封头（41）、预热段筒体（1）、锥段（2）、蒸发段筒体（3）、第二封头（42）依次连接构成，其中预热段筒体直径小于蒸发段筒体直径。

6.如权利要求1所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述壳体的壳程空间由第一封头（41）、预热段筒体（1）、蒸发段筒体（3）、第二封头（42）依次连接构成，其中预热段筒体直径等于蒸发段筒体直径。

7.如权利要求5或6所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述蒸发段筒体（3）内设有管系支撑板（10）。

8.如权利要求1所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述预热段挡板（8）平行于出口集箱（52）的轴线布置。

9.如权利要求1所述的带预热功能的蛇形管釜式蒸发器，其特征是：所述入口集箱（51）和出口集箱（52）均设有沿重力方向向下的开口。

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